(57)【要約】【課題】表示装置を介して、直接視認せずに手探りで操作しうる指令用ボタン装置を提供する。【解決手段】手で操作されるようになっており、かつトランスデューサと接続された可動部分３を有する指令用ボタン装置において、可動部分３の近傍の表面15を金属からなるものとし、かつ可動部分３の近傍にユーザの指が存在する場合に、これを感知しうるよう、表面15の静電容量を測定する手段を設ける。【選択図】図１
2007073506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手で操作されるようになっており、かつトランスデューサ(７)(31)と接続された可動部分(３)(25)を有する指令用ボタン装置であって、前記可動部分(３)(25)の近傍の表面(15)(37)は金属であり、かつこの表面(15)(37)の静電容量を測定する手段(53)(63)を備えていることを特徴とする指令用ボタン装置。
【請求項２】
前記静電容量の測定手段(53)(63)は、前記金属の表面(15)(37)における静電容量の変化を検知するようになっていることを特徴とする請求項１記載の指令用ボタン装置。
【請求項３】
前記トランスデューサ(７)は、前記可動部分(３)の直進運動によって押すことができるプッシュタイプのスイッチであることを特徴とする請求項１または２記載の指令用ボタン装置。
【請求項４】
前記トランスデューサ(31)は、前記可動部分(25)の回転角度を検知するエンコーダであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の指令用ボタン装置。
【請求項５】
前記金属の表面(15)は、前記静電容量の測定手段(53)に対して、直線的に移動しうることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の指令用ボタン装置。
【請求項６】
前記金属の表面(15)は、前記可動部分(３)の直進運動中に、前記静電容量の測定手段(53)と電気的接触を保ちうるように、ばね(17)を介して、静電容量の測定手段(53)と接続されていることを特徴とする請求項５記載の指令用ボタン装置。
【請求項７】
前記静電容量の測定手段(53)(63)は、基板(９)に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の指令用ボタン装置。
【請求項８】
前記静電容量の測定手段(53)(63)は、プリント回路に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の指令用ボタン装置。
【請求項９】
前記金属の表面(15)(37)は、前記可動部分(３)(25)と補形をなし、かつこの可動部分(３)(25)と協働するようになっていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の指令用ボタン装置。
【請求項１０】
前記金属の表面(37)は、椀体(39)によって支持されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の指令用ボタン装置。
【請求項１１】
前記椀体(39)は、前記金属の表面(37)を前記静電容量の測定手段(63)に接続するために、金属の表面(37)と接続された電気接続部(47)を有することを特徴とする請求項１０記載の指令用ボタン装置。
【請求項１２】
前記金属の表面(15)は、板状をなしていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の指令用ボタン装置。
【請求項１３】
請求項１記載の指令用ボタン装置を備える制御ユニット。
【請求項１４】
第１の端子(21)(47)を介して前記静電容量の測定手段(53)(63)と、また第２の端子(55)(65)を介して前記トランスデューサ(７)(31)と接続されたマイクロコントローラ(52)(61)を備えていることを特徴とする請求項１３記載の制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指令用ボタン装置に係り、より詳しくは、手で操作されるようになっており、かつトランスデューサと接続された指令用ボタン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のボタン装置に用いられるボタンとしては、多くのものが知られている。例えば、プッシュボタン、回転式の摘み等である。動作方式によって、ボタン（可動部分）の形状が異なることは理解しうると思う。この形状は、ボタンを動かす際のユーザの姿勢を考慮に入れて決定される。
【０００３】
上記タイプのボタン装置においては、トランスデューサは、ユーザによって動かされた可動部分の変位を、指令を伝える電気信号に変換する。
【０００４】
このようなボタン装置は、ユーザが、ボタンを動かすことによって、どのような指令を与えうるのかを識別しうるものでなければならない。多くの場合、指令の内容は、ボタン自体やその近傍に付された文字または図形によって表示されている。
【０００５】
一方、手探りで、すなわち作動の様子を直接視認せずに操作しうるボタンが望まれている。ただし、どのボタンを操作しているかについては、識別する必要があるため、ボタンを手探りで識別することができなければ、実際に採用されることはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、可動部分の近傍に金属の表面を有し、かつ可動部分に指が触れていることを感知しうるよう、前記金属製表面の静電容量を測定する手段を備えた、接触を感知しうる指令用ボタン装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るボタン装置は、ユーザに、指がボタン（可動部分）に触れており、ボタンを作動させようとしているという情報を提供する。この情報に、ボタンを識別する情報を統合することもできる。したがって、ユーザは、適当な表示装置を介して、ボタンを直接視認せずに作動させることができる。
【０００８】
前記静電容量の測定手段は、前記金属の表面における静電容量の変化を検知するようになっているのが好ましい。
【０００９】
本発明の第１の実施形態においては、前記トランスデューサは、可動部分の直進運動によって押すことができるプッシュタイプのスイッチである。
【００１０】
本発明の第２の実施形態においては、前記トランスデューサは、可動部分の回転角度を検知するエンコーダである。
【００１１】
本発明の第１の実施形態においては、前記金属の表面は、前記静電容量の測定手段に対して直線的に移動することができる。
【００１２】
前記金属の表面は、前記可動部分の直進運動中に、前記静電容量の測定手段と電気的接触を保ちうるように、ばねを介して、静電容量の測定手段と接続されているのが好ましい。
【００１３】
前記静電容量の測定手段は、基板に取り付けられているのが好ましい。
【００１４】
本発明の第１の実施形態の変形例においては、前記静電容量の測定手段は、プリント回路に取り付けられる。
【００１５】
前記金属の表面は、前記可動部分と補形をなし、この可動部分と協働するようになっているのが好ましい。
【００１６】
前記金属の表面は、椀体によって支持されているのが好ましい。
【００１７】
前記椀体は、前記金属の表面を、前記静電容量の測定手段に接続するために、この金属の表面と接続された電気接続部を有するのが好ましい。
【００１８】
前記金属の表面は、板状をなしているのが好ましい。
【００１９】
本発明は、上記の指令用ボタン装置を１つまたは複数個備える制御ユニットも提供する。
【００２０】
上記の制御ユニットは、第１の端子を介して前記静電容量の測定手段と、かつ第２の端子を介して前記トランスデューサと接続されたマイクロコントローラを備えているのが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、適当な表示装置を介して、直接視認せずに手探りで操作しうる指令用ボタン装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
上記以外の本発明の特徴と効果は、添付の図面を参照して行う以下の詳細な説明によって明らかになると思う。添付の図面は、本発明の理解に役立ちうるだけでなく、以下で使用する語を定義する役割も果たす。
【００２３】
図１と図２は、本発明の第１の実施形態に係る指令用ボタン装置（プッシュボタン式）１を示す。ボタン装置１は、例えば指で押すことのできる可動部分（またはボタン本体）３を有している。図１に示すように、可動部分３は、ユーザが押すときに楽な姿勢をとりうるよう、上面が湾曲しているのが好ましい。
【００２４】
可動部分３は、図１において矢印５で示すように、概ね垂直方向に変位することができる。この「垂直」の語は、図１と図２に示すプッシュ式のボタン装置１についていうものであって、制御ユニットと一体化された場合のボタン装置１についていうものではない。
【００２５】
ボタン装置１は、基板９に取り付けられた「プッシュ」タイプのスイッチ７を備えている。スイッチ７は、可動部分３が変位したときに、このスイッチ７と接触するよう、可動部分３の真下に取り付けられている。
【００２６】
可動部分３と関連づけられたロッド11は、スイッチ７と可動部分３の間に位置している。ロッド11は、可動部分３へ加えられた押す力を、スイッチ７へ伝える。ロッド11は、スイッチ７を基板９よりも高い位置に設けたときには、省略することもできる。
【００２７】
図２に示すように、ロッド11には、スイッチ７との接触を確実にするために、大径の当接面13を設けることができる。
【００２８】
ボタン装置１は、可動部分３と関連づけられた金属板（金属の表面）15を有している。金属板15は、可動部分３の下面に取り付けられている。金属板15、および基板９上に取り付けられた金属製の受け板19には、導体材料から形成された圧縮ばね17が当接している。金属板15と受け板19は、銅またはその合金から形成するのが好ましい。圧縮ばね17は、矢印５で示す可動部分３の移動方向（概ね垂直方向）にのみ伸縮する。
【００２９】
金属板15と受け板19は、圧縮ばね17の押す力により、可動部分３が変位するときでも、常時、互いに電気的に接触している。
【００３０】
この実施形態の変形例においては、ばね17の垂直方向における姿勢の維持と、ばね17を圧縮する際の案内のために、ばね17の中心部に、補助的なロッド（図示せず）を挿入する。
【００３１】
受け板19は、静電容量の測定器と接続される。この測定器は、金属板15における静電容量の変化を検出することができる。静電容量の変化は、例えば、可動部分３に指が触れることによって生じる。この実施形態においては、この測定器は、基板９のプリント回路として実現されている。このプリント回路は、基板９に埋設されるものでも、基板９に取り付けられるものでもよい。
【００３２】
受け板19には、導線を介して、端子21が接続されている。ボタン装置１は、金属板15における静電容量が変化すると、端子21に検知信号を送る。静電容量の変化は、例えば、ユーザが可動部分３に指を置いたときに生じる。
【００３３】
この実施形態においては、端子21は、基板９に取り付けられているが、他の箇所に配置することもできる。また、受け板19と端子21は、プリント回路を介して接続することもできる。
【００３４】
図３と図４は、本発明の第２の実施形態に係る指令用ボタン装置（回転摘み式）23を示す。このボタン装置23は、矢印29で示すように、垂直軸27の回りに回転しうる可動部分25を有している。
【００３５】
可動部分25は、カップまたは貝殻状、すなわち半球形であり、プラスチック材料から形成されている。ただし、他の形状とすることも可能である。
【００３６】
また、ボタン装置23は、トランスデューサとして、可動部分25に接続されたエンコーダ31を備えている。エンコーダ31は、可動部分25の回転運動に応答して、電気信号を発する。
【００３７】
ロッド33は、可動部分25の一部をなしており、かつ可動部分25に固着されている。
【００３８】
エンコーダ31は、前実施形態と類似の基板９に取り付けられている。可動部分25の近傍には、概ね半球形で金属製の第１の椀体37を設置してある。第１の椀体37は、可動部分25の下方にあって、これと補形をなしている。
【００３９】
第１の椀体37は、これと同様の半球形面を有する第２の椀体39によって支持されている。第２の椀体39は、基板９と当接する円筒形部分43を有している。第１の椀体37は、第２の椀体39に金属を蒸着させるか、またはめっきすることによっても得ることができる。
【００４０】
第１の椀体37は、この静電容量の変化を検知して、かつこれに応答しうる静電容量の測定器と接続されている。この測定器は、基板９に形成されたプリント回路（図示せず）からなっている。プリント回路は、基板９に埋設されるものでも、これに取り付けられるものでもよい。
【００４１】
第２の椀体39の直下領域に、プリント回路と接続された金属製の受け板45が設けられている。受け板45は、銅またはこの合金から形成するのが好ましいが、他の導電材料から形成することもできる。
【００４２】
第２の椀体39の外表面には、第１の椀体37から受け板45へ向かう金属製の電気接続部47が設けられている。電気接続部47は、第２の椀体39の内表面に設けることもできる。
【００４３】
受け板45には、導線を介して、端子48が接続されている。ボタン装置23は、第１の椀体37における静電容量が変化すると、端子48に検知信号を送る。静電容量の変化は、例えば、ユーザが可動部分25に指を置いたときに生じる。
【００４４】
この実施形態においては、端子48は、基板９に取り付けられているが、他の箇所に配置することもできる。また、受け板45と端子48は、プリント回路を介して接続することもできる。
【００４５】
可動部分25と第１の椀体37の間に空気の層が存在する場合でも、静電容量測定器が影響を受けることはほとんどない。すなわち、このような空気の層が存在しても、可動部分に指が触れたことを感知するのに支障を生ずることはない。
【００４６】
可動部分25は、垂直軸27に沿って移動しうるようにすることもできる。図３においては、このような垂直方向の移動を、矢印49と、可動部分25の破線による外形によって示してある。トランスデューサの機能を果たすエンコーダ31は、前実施形態における「プッシュボタン」タイプのボタン装置に対応するスイッチも備えている。この場合、プッシュボタンの行程として、第１の椀体37と可動部分25の間に、距離ｄを確保する。
【００４７】
図５は、図１と図２に示すボタン装置１の制御装置51を示すブロック図である。制御装置51は、端子21を介して静電容量測定器53と接続されたマイクロコントローラ52を備えている。マイクロコントローラ52は、補助端子55を介して、スイッチ７とも接続されている。
【００４８】
制御装置51は、ボタン装置１に指が触れたこと、およびスイッチ７の作動を検知する。制御装置51は、端子57および情報網58を介して、指令装置と接続することもできる。
【００４９】
制御装置51は、ボタン装置１と関連づけられたスイッチ７が作動する前に、ボタン装置１に指が触れたことを示すディスプレー装置と接続することもできる。これは、ユーザの注意が、ボタン装置よりも、ディスプレー装置の画面に向けられた方が好ましい場合に有益である。
【００５０】
図６は、図３と図４に示すボタン装置23の制御装置59を示すブロック図である。制御装置59は、端子48を介して静電容量測定器63と接続されたマイクロコントローラ61を備えている。マイクロコントローラ61は、補助端子65を介して、エンコーダ31とも接続されている。
【００５１】
制御装置59は、可動部分25に指が触れたこと、および可動部分25の回転角度を検知し、仮に可動部分25が垂直方向に移動するタイプの場合には、回転角度の代わりに、スイッチの作動を検知する。
【００５２】
制御装置51は、端子67および情報網69を介して、指令装置と接続することもできる。
【００５３】
制御装置51は、ボタン装置23における摘みの回転運動または直進運動を表示するディスプレー装置と接続することができる。ディスプレー装置の画面は、摘みに指が触れたことを感知した旨を映し出す。
【００５４】
制御装置51,59とそれぞれ接続されたボタン装置１,23は、例えば自動車のダッシュボードに組み込むことができる。ダッシュボードには、ボタン装置１,23の作動を表示するディスプレー装置を取り付けることができる。ボタン装置１,23を表示する画面は、ユーザの指が触れたことを明らかにする。したがって、ユーザは、ボタンを見なくても、ボタン装置の作動の様子を知ることができる。
【００５５】
ディスプレー装置は、ユーザが、前方への注意をそらさなくても、これを見ることができるように、ダッシュボードに取り付けるのが好ましい。また、制御装置は、カーエアコン、カーオーディオ、カーラジオ、カーナビゲーション等のダッシュボードに組み込める装置向けのものとするのが好ましい。
【００５６】
本発明に係るボタン装置は、上記の実施形態以外のものとすることも可能である。ユーザが指を触れる可動部分は、スライド式のものやレバーとすることもできる。
【００５７】
制御装置51,59は、制御ユニットにおける１つの構成要素とすることもできる。一般に、制御装置51,59は、複数のボタン装置１,23と接続される。
【００５８】
本発明に係るボタン装置は、制御装置への指令を、手探りで行いうるようにするためのものである（作動の様子は、ディスプレー装置に表示される）。
【００５９】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者には自明の変形例も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るボタン装置の断面図である。
【図２】図１に示すボタン装置の斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るボタン装置の断面図である。
【図４】図３に示すボタン装置の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るボタン装置を備える制御装置のブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るボタン装置を備える制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ボタン装置
３  可動部分
７  スイッチ
９  基板
11  ロッド
13  当接面
15  金属板
17  圧縮ばね
19  受け板
21  端子
23  ボタン装置
25  可動部分
31  エンコーダ
33  ロッド
37  第１の椀体
39  第２の椀体
45  受け板
47  電気接続部
48  端子
51  制御装置
52  マイクロコントローラ
53  静電容量測定器
55  補助端子
58  情報網
59  制御装置
61  マイクロコントローラ
65  補助端子
67  端子
69  情報網
【図１】
2007073506.tif 000003
【図２】
2007073506.tif 000004
【図３】
2007073506.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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